(57)【要約】【課題】  構造部材内部に充填することで該構造部材の曲げ耐力を著しく向上させることができ、固形化のための質量増加が殆ど無い固形化粉粒体とその製造方法の提供。【解決手段】  隣り合う粉粒体同士が接触した状態で充填された第１粉粒体と、該第１粉粒体間の隙間を埋めると共に第１粉粒体表面に融着して第１粉粒体同士を結合している熱可塑性樹脂発泡体とを有することを特徴とする固形化粉粒体。薄肉骨格構造部材５と、該薄肉骨格構造部材の内部に、隣り合う粉粒体同士が接触した状態で充填された第１粉粒体２と、該第１粉粒体間の隙間を埋めると共に第１粉粒体表面に融着して第１粉粒体同士及び薄肉骨格構造部材内壁と第１粉粒体とを結合している熱可塑性樹脂発泡体３とを有することを特徴とする高曲げ耐力構造部材４。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣り合う粉粒体同士が接触した状態で充填された第１粉粒体と、該第１粉粒体間の隙間を埋めると共に第１粉粒体表面に融着して第１粉粒体同士を結合している熱可塑性樹脂発泡体とを有することを特徴とする固形化粉粒体。
【請求項２】
前記第１粉粒体が樹脂製ビーズ、ガラスビーズ、金属球体、ガラス焼成粉などのセラミックビーズ、アルミナビーズからなる群から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１に記載の固形化粉粒体。
【請求項３】
前記熱可塑性樹脂発泡体がポリスチレン系樹脂発泡体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の固形化粉粒体。
【請求項４】
薄肉骨格構造部材と、該薄肉骨格構造部材の内部に、隣り合う粉粒体同士が接触した状態で充填された第１粉粒体と、該第１粉粒体間の隙間を埋めると共に第１粉粒体表面に融着して第１粉粒体同士及び薄肉骨格構造部材内壁と第１粉粒体とを結合している熱可塑性樹脂発泡体とを有することを特徴とする高曲げ耐力構造部材。
【請求項５】
前記第１粉粒体が樹脂製ビーズ、ガラスビーズ、金属球体、ガラス焼成粉などのセラミックビーズ、アルミナビーズからなる群から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする請求項４に記載の高曲げ耐力構造部材。
【請求項６】
前記熱可塑性樹脂発泡体がポリスチレン系樹脂発泡体であることを特徴とする請求項４又は５に記載の高曲げ耐力構造部材。
【請求項７】
薄肉骨格構造部材内部に第１粉粒体を充填し、第１粉粒体の移動を阻止しながら粒径が第１粉粒体の２０％以下であり加熱時に発泡して熱可塑性樹脂発泡体となる第２粉粒体を第１粉粒体の間隙に充填した後、加熱して第２粉粒体を発泡させて形成された熱可塑性樹脂発泡体が第１粉粒体間の間隙を埋めるとともに第１粉粒体表面に融着させて高曲げ耐力構造部材を得ることを特徴とする高曲げ耐力構造部材の製造方法。
【請求項８】
成形容器内に第１粉粒体を充填し、第１粉粒体の移動を阻止しながら粒径が第１粉粒体の２０％以下であり加熱時に発泡して熱可塑性樹脂発泡体となる第２粉粒体を第１粉粒体の間隙に充填した後、加熱して固形化粉粒体を形成し、次いで該固形化粉粒体を薄肉骨格構造部材内に装着した後再加熱し、第２粉粒体を発泡させて形成された熱可塑性樹脂発泡体が第１粉粒体の間隙を埋めるとともに第１粉粒体表面に融着させて高曲げ耐力構造部材を得ることを特徴とする高曲げ耐力構造部材の製造方法。
【請求項９】
前記第１粉粒体が樹脂製ビーズ、ガラスビーズ、金属球体、ガラス焼成粉などのセラミックビーズ、アルミナビーズからなる群から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする請求項７又は８に記載の高曲げ耐力構造部材の製造方法。
【請求項１０】
前記第１粉粒体がポリスチレン系樹脂ビーズであり、前記第２粉粒体が発泡性ポリスチレン系樹脂粒子であり、該第２粉粒体の投入量が第１粉粒体の質量の２．５〜１７質量％の範囲内であることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の高曲げ耐力構造部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道、船舶、航空機、オートバイなどの移動体及び建築構造物の骨格部材などに使用する固形化粉粒体、高曲げ耐力構造部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固形化粉粒体に関しては、例えば特許文献１〜４に開示された技術が提案されている。
特許文献１、２に記載された構造材は、接着剤をコーティングしたガラス球をガラス繊維クロスで包み固形化し、これを車体の剛性を向上させる目的で骨格部材断面内部に挿入するものである。
特許文献３に記載された車両骨格構造及び固形化粉粒体は、車両骨格部材の衝撃エネルギーを効率よく吸収する目的で、骨格構造部材内部等に第１粉粒体と中空の第２粉粒体を充填し、第１粉粒体同士を中空の第２粉粒体で結合し固形化したものである。
特許文献４に記載された固形化粉粒体は、車両骨格部材の衝撃エネルギーを効率よく吸収する目的で、骨格部材内部等に第１粉粒体と、気化することで膨張する固体又は液体を熱可塑性樹脂製の殻で包んだ第２粉粒体を混合して充填し、これらの第１粉粒体及び第２粉粒体を骨格部材とともに加熱することで、第２粉粒体を軟化及び膨張させるとともに表面を融解させ第１粉粒体と結合させて固形化したものである。
【特許文献１】米国特許第４６１０８３６号明細書
【特許文献２】米国特許第４６９５３４３号明細書
【特許文献３】特開２００３−２６７２６６号公報
【特許文献４】特開２００３−２７６０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
車両の衝突や地震等により発生する建築物の倒壊では、薄肉骨格構造部材の曲げ大変形が起こる。薄肉骨格構造部材は、曲げ大変形が起こると、部材を構成する断面寸法の減少により曲げ耐力の低下を招く。図１（ａ）は、薄肉骨格構造部材単独での曲げストロークと耐力の関係及び曲げストロークと断面高さの関係を示すグラフである。このグラフにおいて、曲げストロークは、図１（ｂ）に示すように、両端部を支持した薄肉骨格構造部材Ａの中央に所定荷重を負荷した際に、荷重負荷前の薄肉骨格構造部材Ａの底面位置と、荷重負荷後の底面位置との差（単位：ｍｍ）として求めた。また、断面高さは、図１（ｃ）に示すように、所定荷重を負荷した際に生じた屈曲部Ｂの厚み（残り量、単位：ｍｍ）として求めた。
図１（ａ）のグラフから分かるように、薄肉骨格構造部材単独では、一旦曲げ大変形が起こると曲げ耐力が急速に低下してしまう。
この曲げ耐力の低下は、車両の衝突エネルギー吸収量の減少や、建築物の急速な倒壊を発生させる可能性がある。
【０００４】
この曲げ耐力の急激な低下を緩和するために、構造部材内部に発泡ポリウレタン樹脂等の発泡樹脂を充填することが試みられてきた。しかし、構造部材内部に発泡樹脂を充填しただけでは、構造部材の曲げ耐力の低下を防止することはできない。図２は、薄肉骨格構造部材単独の場合（未充填）、薄肉骨格構造部材内部に発泡ポリウレタン樹脂を充填した場合（ウレタン１，２）のそれぞれの曲げストロークを示すグラフである。ウレタン１，２はそれぞて２液混合タイプのウレタンを使用し、ウレタン１は発泡率約１．３倍、ウレタン２は発泡率約３．０倍とした。
図２に示すように、薄肉骨格構造部材内部に発泡ポリウレタン樹脂を充填した場合、未充填品と比べて曲がり難くなるものの、曲がりが生じた後、曲げ耐力は急速に低下している。これは充填部の端部が座屈崩壊されたことによるものである。
【０００５】
薄肉骨格構造部材内部にプラスチックビーズやガラス球などの粉粒体を充填する手法は、前述した発泡ポリウレタン樹脂などの発泡樹脂を充填する場合と比べ、薄肉骨格構造部材の曲げ耐力の低下を緩和するために極めて有効な手段である。図３は、薄肉骨格構造部材に各種の粉粒体Ａ〜Ｄを充填した場合の構造部材の荷重−ストロークの関係を示すグラフである。粉粒体Ａはスチールビーズ（粒径１．０ｍｍ）、粉粒体Ｂはガラスビーズ（粒径１．０ｍｍ）、粉粒体Ｃはガラス破砕粉（球形ではなく砕いた不定形粉、粒径１．０ｍｍ）、粉粒体Ｄはポリスチレンビーズ（粒径１．０ｍｍ）をそれぞれ薄肉骨格構造部材内部に充填した場合である。図３に示すように、粉粒体未充填の薄肉骨格構造部材に比べ、粉粒体Ａ〜Ｄを充填したことで曲げ耐力を向上できることが分かる。
しかし、自動車等の組み立てラインや建築現場で、薄肉骨格構造部材内部に粉粒体を充填することは極めて困難であるため、薄肉骨格構造部材の部品製造段階で粉粒体を要所に的確に充填し、最終組み立て現場に搬送する必要がある。
そのためには充填された粉粒体の漏れや、搬送中の振動による粉粒体の充填構造の変化を防止するため、粉粒体を固形化することも同時に必要である。
【０００６】
しかし、不適切な固形化手法では質量が増加し効率が低下するばかりでなく、曲げ耐力の低下を極めて良く緩和する粉粒体であっても、不適切な固形化手法を行えば、緩和の効果が低下してしまう。
すなわち適切な粉粒体の固形化手法は、未固形化粉粒体による薄肉骨格構造部材の曲げ耐力低下を緩和する効果を維持あるいは向上させ、かつ質量の増加が低く抑えられていることが必要である。
検討の結果、薄肉骨格構造部材内部に充填する粉粒体の適切な固形化手法は、次の（１）〜（４）の条件を満足することが必要である。
（１）固形化に際して質量増加が少ないこと。
（２）固形化物に設計荷重が作用すると、固形化物が崩壊し粉粒体に戻ること。
（３）固形化に際して、固形化前の粉粒体の曲げ耐力などの機械特性を変えないこと。
（４）固形化に際して薄肉骨格構造部材内部に初期圧を作用させること。
【０００７】
前述した薄肉骨格構造部材内部に充填する粉粒体の固形化必要条件（１）〜（４）に照らした場合、従来の技術には次のような課題が存在する。
【０００８】
特許文献１，２に記載の技術は、粉粒体の固形化にバインダー（接着剤、樹脂）を使用するため、質量が増加するばかりでなく、作製された固形化粉粒体は非常に強固なものとなるため、設計荷重が作用しても崩壊せず粉粒体に戻らない。したがって固形化物の端点に短いストロークで歪が集中し、薄肉骨格構造部材の座屈崩壊が発生して荷重が急速に低下する。その結果、前述した固形化の必要条件（１）〜（４）全てを満足することができない。
【０００９】
特許文献３に記載の技術は、第２粉粒体の表面融着で第１粉粒体を固形化するもので、バインダー（接着剤、樹脂等）を使用しないため、前述した固形化の必要条件（１）〜（３）は満足できるが、（４）の初期圧を作用させることはできない。
【００１０】
特許文献４に記載の技術は、図４に示すように、第１粉粒体Ｃと未膨張の第２粉粒体Ｄを混合（図４（ａ））した後、薄肉骨格構造部材Ａ内部にこれらを投入し（図４（ｂ））、密閉状態でこれらの粉粒体を加熱し（図４（ｃ））、第２粉粒体Ｄを膨張させるとともに、膨張した第２粉粒体Ｅの表面融着で第１粉粒体Ｃ同士を結合させる（図４（ｄ））手法である。この手法では第２粉粒体Ｅを膨張させることにより薄肉骨格構造部材Ａ内部に初期圧を発生させることができるので、前述した固形化の必要条件（１）、（２）及び（４）は満足できる。
しかしながら、この手法では、第１粉粒体Ｃ同士や、薄肉骨格構造部材Ａ内壁と第１粉粒体Ｃとの間に、第２粉粒体Ｅが入り込んでしまう。たとえば膨張後の第２粉粒体が第１粉粒体よりも強度、剛性が弱い場合、薄肉骨格構造部材Ａに外力が働き変形が開始される変形初期では、まず膨張した第２粉粒体Ｅのみが変形するので第１粉粒体Ｃによる曲げ耐力向上効果を十分発揮できない（図４（ｅ））。従ってこの手法では前述した固形化の必要条件（３）を満足することができないという問題がある。
【００１１】
本発明は前記事情に鑑みてなされ、構造部材内部に充填することで該構造部材の曲げ耐力を著しく向上させることができ、固形化のための質量増加が殆ど無い固形化粉粒体とその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するため、本発明は、隣り合う粉粒体同士が接触した状態で充填された第１粉粒体と、該第１粉粒体間の隙間を埋めると共に第１粉粒体表面に融着して第１粉粒体同士を結合している熱可塑性樹脂発泡体とを有することを特徴とする固形化粉粒体を提供する。
本発明の固形化粉粒体において、前記第１粉粒体が樹脂製ビーズ、ガラスビーズ、金属球体、ガラス焼成粉などのセラミックビーズ、アルミナビーズからなる群から選択される１種又は２種以上であることが好ましい。
本発明の固形化粉粒体において、前記熱可塑性樹脂発泡体がポリスチレン系樹脂発泡体であることが好ましい。
【００１３】
また本発明は、薄肉骨格構造部材と、該薄肉骨格構造部材の内部に、隣り合う粉粒体同士が接触した状態で充填された第１粉粒体と、該第１粉粒体間の隙間を埋めると共に第１粉粒体表面に融着して第１粉粒体同士及び薄肉骨格構造部材内壁と第１粉粒体とを結合している熱可塑性樹脂発泡体とを有することを特徴とする高曲げ耐力構造部材を提供する。
本発明の高曲げ耐力構造部材において、前記第１粉粒体が樹脂製ビーズ、ガラスビーズ、金属球体、ガラス焼成粉などのセラミックビーズ、アルミナビーズからなる群から選択される１種又は２種以上であることが好ましい。
本発明の高曲げ耐力構造部材において、前記熱可塑性樹脂発泡体がポリスチレン系樹脂発泡体であることが好ましい。
【００１４】
また本発明は、薄肉骨格構造部材内部に第１粉粒体を充填し、第１粉粒体の移動を阻止しながら粒径が第１粉粒体の２０％以下であり加熱時に発泡して熱可塑性樹脂発泡体となる第２粉粒体を第１粉粒体の間隙に充填した後、加熱して第２粉粒体を発泡させて形成された熱可塑性樹脂発泡体が第１粉粒体間の間隙を埋めるとともに第１粉粒体表面に融着させて高曲げ耐力構造部材を得ることを特徴とする高曲げ耐力構造部材の製造方法を提供する。
また本発明は、成形容器内に第１粉粒体を充填し、第１粉粒体の移動を阻止しながら粒径が第１粉粒体の２０％以下であり加熱時に発泡して熱可塑性樹脂発泡体となる第２粉粒体を第１粉粒体の間隙に充填した後、加熱して固形化粉粒体を形成し、次いで該固形化粉粒体を薄肉骨格構造部材内に装着した後再加熱し、第２粉粒体を発泡させて形成された熱可塑性樹脂発泡体が第１粉粒体の間隙を埋めるとともに第１粉粒体表面に融着させて高曲げ耐力構造部材を得ることを特徴とする高曲げ耐力構造部材の製造方法を提供する。
本発明の製造方法において、前記第１粉粒体が樹脂製ビーズ、ガラスビーズ、金属球体、ガラス焼成粉などのセラミックビーズ、アルミナビーズからなる群から選択される１種又は２種以上であることが好ましい。
本発明の製造方法において、前記第１粉粒体がポリスチレン系樹脂ビーズであり、前記第２粉粒体が発泡性ポリスチレン系樹脂粒子であり、該第２粉粒体の投入量が第１粉粒体の質量の２．５〜１７質量％の範囲内であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の固形化粉粒体は、隣り合う粉粒体同士が接触した状態で並べられた第１粉粒体と、該第１粉粒体間の隙間を埋めると共に第１粉粒体表面に融着して第１粉粒体同士を結合している熱可塑性樹脂発泡体とからなるものなので、第１粉粒体の充填状態を変化させずに薄肉骨格構造部材などの内部に簡単に装着でき、この固形化粉粒体を装着することで、構造部材の曲げ耐力を向上することができる。
【００１６】
本発明の高曲げ耐力構造部材は、薄肉骨格構造部材内部に、隣り合う粉粒体同士が接触した状態で充填された第１粉粒体と、該第１粉粒体間の隙間を埋めると共に第１粉粒体表面に融着して第１粉粒体同士及び薄肉骨格構造部材内壁と第１粉粒体とを結合している熱可塑性樹脂発泡体とからなる固形化粉粒体を設けた構成としたので、薄肉骨格構造部材に外力が働き変形が開始される変形初期でも第１粉粒体に直接荷重が働き、第１粉粒体の曲げ耐力特性を十分に発揮できる。
また、熱可塑性樹脂発泡体３の表面融着により第１粉粒体同士、及び第１粉粒体と薄肉骨格構造部材内壁とが結合されるので、設定荷重が作用すると熱可塑性樹脂発泡体の表面融着が容易にくずれて細かな発泡体となるので、薄肉骨格構造部材の充填部端点に歪が集中しにくいため、高い荷重を長いストロークまで維持することができる。
【００１７】
本発明の高曲げ耐力構造部材の製造方法は、薄肉骨格構造部材内部に第１粉粒体を充填し、第１粉粒体の移動を阻止しながら粒径が第１粉粒体の２０％以下であり加熱時に発泡して熱可塑性樹脂発泡体となる第２粉粒体を第１粉粒体の間隙に充填した後、加熱して第２粉粒体を発泡させて形成された熱可塑性樹脂発泡体が第１粉粒体間の間隙を埋めるとともに第１粉粒体表面に融着させて高曲げ耐力構造部材を得るものなので、この製造方法により得られる高曲げ耐力構造部材は、薄肉骨格構造部材に外力が働き変形が開始される変形初期でも、第１粉粒体に直接荷重が働き、第１粉粒体の曲げ耐力特性を十分に発揮できる。
また、この製造方法では、圧力をかけて第１粉粒体を充填しなくとも、第２粉粒体の発泡・膨張により内圧が確保でき、特別な充填装置や加圧による充填を必要としない。
また、第２粉粒体の発泡により生じる熱可塑性樹脂発泡体の表面融着により第１粉粒体同士、及び第１粉粒体と薄肉骨格構造部材内壁とが結合されるので、設定荷重が作用すると表面融着が容易にくずれて細かな発泡体となるので、薄肉骨格構造部材の充填部端点に歪が集中しにくいため、高い荷重を長いストロークまで維持できる。
すなわち、この製造方法によれば、薄肉骨格構造部材内部に充填する粉粒体の適切な固形化手法の必要条件である、
（１）固形化に際して質量増加が少ないこと、
（２）固形化物に設計荷重が作用すると、固形化物が崩壊し粉粒体に戻ること、
（３）固形化に際して、固形化前の粉粒体の曲げ耐力などの機械特性を変えないこと、
（４）固形化に際して薄肉骨格構造部材内部に初期圧を作用させること、
の４つを同時に満たすことができ、曲げ耐力特性に優れた高曲げ耐力構造部材を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の製造方法の一例を説明する。
図５は、本発明の固形化粉粒体の一実施形態を示す断面図である。本実施形態の固形化粉粒体１は、隣り合う粉粒体同士が接触した状態で並べられた第１粉粒体２と、該第１粉粒体２間の隙間を埋めると共に第１粉粒体２表面に融着して第１粉粒体２同士を結合している熱可塑性樹脂発泡体３とから構成されている。
【００１９】
前記第１粉粒体２としては、例えば、樹脂製ビーズ、ガラスビーズ、金属球体、ガラス焼成粉などのセラミックビーズ、アルミナビーズからなる群から選択される１種又は２種以上が挙げられる。これらの粉粒体のうち、樹脂製ビーズは軽量であり、また低コストであることから、自動車、航空機、オートバイ等の輸送機器などの用途に使用する固形化粉粒体やそれを薄肉骨格構造部材に充填してなる高曲げ耐力構造部材を作製する際に特に好ましい。
【００２０】
この樹脂製ビーズとしては、各種の熱可塑性樹脂ビーズや熱硬化性樹脂ビーズを用いることができる。これらの樹脂製ビーズの中でも、球状又は略球状のビーズが比較的安価に得られることから、重合開始剤を含んだラジカル重合可能な１種又は２種以上のビニル系単量体を水性媒体中に懸濁させてビニル系単量体を重合させることにより得られる樹脂製ビーズが好ましい。このビニル系単量体としては、例えばスチレン系のビニル系単量体として、スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｔ−ブチルスチレン、クロロスチレン、α−メチルスチレンダイマー等が挙げられる。アクリル系のビニル系単量体としてはアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等が挙げられる。メタクリル酸系のビニル系単量体としては、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸シクロヘキシル等が挙げられる。さらにアクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル系単量体、マレイミド、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド系単量体、ブタジエン、イソプレン等の共役ジエンなどが挙げられる。これらのビニル系単量体は１種で用いてもよく、２種以上で用いてもよい。また公知のジビニルベンゼン、エチレングリコールメタクリレートなどの多官能性単量体を添加することも可能である。
【００２１】
前記懸濁重合に際して、使用される重合開始剤としては、例えばラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシ２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート等の一官能性有機過酸化物、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシトリメチルアジペート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシイソフタレート等の二官能性有機過酸化物などの有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル等のアゾ化合物などが挙げられる。前記重合開始剤は重合容器内に単量体を加える前に加えても、単量体を加えた後に加えても、単量体と共に加えてもなんら差し支えない。重合開始剤は、単量体の総量に対して０．０３〜５質量％使用されるのが好ましい。また、メタクリル酸エステル系重合体の分子量を調整するために、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ブチルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ブチルメルカプタン等を使用することができる。重合温度は４０〜１５０℃の間で適時選択する。
【００２２】
前記ビニル系単量体を水性媒体中へ懸濁させるための懸濁剤としては、例えばポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等の水溶性高分子物、第三リン酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の難水溶性無機塩等が挙げられる。また、難水溶性無機塩を使用する場合はドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアニオン界面活性剤を添加して懸濁安定性をさらに増すこともできる。
【００２３】
懸濁安定剤の添加量は、最終的に得られる樹脂粒子の所望する粒子径によって異なり、懸濁安定剤の添加量を多くすると、得られる樹脂粒子の平均粒子径は小さくなり、逆に懸濁安定剤の添加量を少なくすると、得られる樹脂粒子の平均粒子径は大きくなる。また懸濁重合の攪拌機、攪拌数によっても得られる樹脂粒子の平均粒子径は変化するため、適宜所望する樹脂粒子の平均粒子径により、懸濁剤の添加量、添加時期、攪拌機、攪拌数を任意に決定することができる。
【００２４】
前記懸濁重合法により得られた樹脂粒子は通常０．１ｍｍから１０ｍｍ程度の粒子径を持ち、第２粉粒体の充填から見ると、第１粉粒体２として適さないものである。よって得られた樹脂粒子は目的に合わせて、これを篩いにかけて必要な大きさのものを選択して使用に供する。第１粉粒体２の平均粒子径としては、０．５〜２．０ｍｍが好ましい。第１粉粒体２の平均粒子径が０．５ｍｍ未満であると、粒が軽くなり過ぎるため、充填構造が密にできない。平均粒子径が２．０ｍｍを超えると、粒が大きくなり過ぎ、粒の崩壊が発生する。平均粒子径０．７〜１．５ｍｍの範囲が粉粒体の流動性、強度の点でさらに好ましい。
【００２５】
第１粉粒体２として好適な粒子径の揃った粒子を得る方法としては、シード重合法により得られる樹脂粒子が挙げられる。すなわち、懸濁重合によって得られたビニル系小粒子を、予め篩にかけて分級し、粒子径が揃えられたビニル系小粒子を水性媒体中に懸濁させ、これにビニル系単量体を連続的または断続的に添加し、重合開始剤の存在下で重合することにより粒子径の揃った樹脂粒子を得ることができる。
【００２６】
前記熱可塑性樹脂発泡体３としては、例えば、ポリスチレン系樹脂発泡体、ポリエチレン系樹脂発泡体、ポリプロピレン系樹脂発泡体、ポリエチレンテレフタレート系樹脂発泡体、ポリメタクリル酸エステル系樹脂発泡体などが挙げられ、第１粉粒体２の表面に融着可能な材料が使用される。熱可塑性樹脂発泡体３の密度は５０〜３５０ｇ／Ｌの範囲が好ましく、さらに好ましくは１２０〜１６０ｇ／Ｌの範囲である。熱可塑性樹脂発泡体３の密度が前記範囲未満であると、必要な曲げ耐力が得られず、熱可塑性樹脂発泡体３の密度が前記範囲を超えると、曲がりが生じた後に曲げ耐力が低下しやすく好ましくない。
【００２７】
本実施形態の固形化粉粒体１は、隣り合う粉粒体同士が接触した状態で並べられた第１粉粒体２と、該第１粉粒体２間の隙間を埋めると共に第１粉粒体２表面に融着して第１粉粒体２同士を結合している熱可塑性樹脂発泡体３とからなるものなので、第１粉粒体２の充填状態を変化させずに薄肉骨格構造部材などの内部に簡単に装着でき、この固形化粉粒体１を装着することで、構造部材の曲げ耐力を向上することができる。
【００２８】
図６は、本発明の高曲げ耐力構造部材の位置実施形態を示す図であり、図６（ａ）は高曲げ耐力構造部材４の側面図、（ｂ）は（ａ）中のＸ−Ｘ部断面図である。
本実施形態の高曲げ耐力構造部材４は、薄肉骨格構造部材５と、該薄肉骨格構造部材５の内部に、隣り合う粉粒体同士が接触した状態で充填された第１粉粒体２と、該第１粉粒体２間の隙間を埋めると共に第１粉粒体２表面に融着して第１粉粒体２同士及び薄肉骨格構造部材５内壁と第１粉粒体２とを結合している熱可塑性樹脂発泡体３とから構成されている。
【００２９】
薄肉骨格構造部材５は、炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金、チタン合金などの金属やＡＢＳ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＰＰＥ樹脂などの合成樹脂、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などの複合材から作られた管や中空材を用いることができる。
この薄肉骨格構造部材５の内部に充填された第１粉粒体２及び熱可塑性樹脂発泡体３は、前述した本発明に係る固形化粉粒体１に用いられている第１粉粒体２及び熱可塑性樹脂発泡体３と同様の材料を用いることができる。
【００３０】
本実施形態の高曲げ耐力構造部材４は、薄肉骨格構造部材５内部に、隣り合う粉粒体同士が接触した状態で充填された第１粉粒体２と、該第１粉粒体２間の隙間を埋めると共に第１粉粒体２表面に融着して第１粉粒体２同士及び薄肉骨格構造部材５内壁と第１粉粒体２とを結合している熱可塑性樹脂発泡体３とからなる固形化粉粒体１を設けた構成としたので、薄肉骨格構造部材５に外力が働き変形が開始される変形初期でも第１粉粒体２に直接荷重が働き、第１粉粒体２の曲げ耐力特性を十分に発揮できる。
また、熱可塑性樹脂発泡体３の表面融着により第１粉粒体２同士、及び第１粉粒体２と薄肉骨格構造部材５内壁とが結合されるので、設定荷重が作用すると熱可塑性樹脂発泡体３の表面融着が容易に剥がれて粉粒体に戻り、薄肉骨格構造部材５の充填部端点に歪が集中しにくいため、高い荷重を長いストロークまで維持することができる。
【００３１】
図７は、本発明に係る高曲げ耐力構造部材の製造方法の第１例を示す図である。
本例による製造方法は、薄肉骨格構造部材５内部に第１粉粒体２を充填し、第１粉粒体２の移動を阻止しながら粒径が第１粉粒体２の２０％以下であり加熱時に発泡して熱可塑性樹脂発泡体３となる第２粉粒体６を第１粉粒体２の間隙に充填した後、加熱して第２粉粒体６を発泡させて形成された熱可塑性樹脂発泡体３が第１粉粒体２間の間隙を埋めるとともに第１粉粒体２表面に融着させて高曲げ耐力構造部材４を得ることを特徴としている。
【００３２】
前記第１粉粒体２としては、例えば、樹脂製ビーズ、ガラスビーズ、金属球体、ガラス焼成粉などのセラミックビーズ、アルミナビーズからなる群から選択される１種又は２種以上が挙げられる。
前記薄肉骨格構造部材５は、炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金、チタン合金などの金属やＡＢＳ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＰＰＥ樹脂などの合成樹脂、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などの複合材から作られた管や中空材を用いることができる。
【００３３】
前記第２粉粒体６としては、第１粉粒体２の表面に融着可能な熱可塑性樹脂、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂などの重合体からなる粒子に、易揮発性発泡剤を含浸せしめた発泡性樹脂粒子が用いられる。
【００３４】
特に、第１粉粒体２がポリスチレン系樹脂ビーズであり、前記第２粉粒体６が発泡性ポリスチレン系樹脂粒子である組み合わせが好ましい。その組み合わせの場合、第２粉粒体６の投入量は第１粉粒体２の質量の２．５〜１７質量％の範囲内であることが好ましく、６〜８質量％の範囲内がより好ましい。第２粉粒体６の投入量が前記範囲を外れると、得られる高曲げ耐力構造部材４のエネルギー効率（吸収エネルギー／製品質量）が悪くなる。
【００３５】
第２粉粒体６として好適な発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、重合開始剤を含んだラジカル重合可能な１種又は２種以上のビニル系単量体を水性媒体中に懸濁させてビニル系単量体を重合させ、発泡剤を含浸することにより得られる。懸濁させて重合させるまでは、第１粉粒体２の製造と同じであるが、目的とする平均粒子径は、第１粉粒体２の平均粒子径の２０％以下に制御する。第２粉粒体６の平均粒子径としては、０．４ｍｍ以下が好ましく、さらに好ましくは０．０１〜０．３ｍｍである。０．４ｍｍを超えると第１粉粒体２の隙間に第２粉粒体６の充填ができない。０．０１ｍｍ未満では粒が軽くなりすぎて第２粉粒体６が充填し難くなる。
【００３６】
第２粉粒体６に含浸させる易揮発性発泡剤としては、沸点が重合体の軟化点以下である易揮発性を有する、例えばプロパン、ブタン、ペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、ＨＣＦＣ−１４１ｂ、ＨＣＤＣ−１４２ｂ、ＨＣＦＣ−１２４、ＨＦＣ−１３４ａ、ＨＦＣ―１５２ａ等が挙げられ、これらの発泡剤は、単独もしくは２種以上を併用して用いることができる。易揮発性発泡剤の使用量は、得られる第２粉粒体全量に対して１〜２０質量％、好ましくは３〜１５質量％である。前記の発泡剤の添加は、重合前、重合中、重合後の何れの時点でもよいが、通常重合後期あるいは重合後に圧入して添加し、重合体粒子に含浸させることが望ましい。
【００３７】
薄肉骨格構造部材５内部に第１粉粒体２を充填した後、粒径が第１粉粒体２の２０％以下である第２粉粒体６を投入すると、第１粉粒体２同士間の隙間及び第１粉粒体２と薄肉骨格構造部材５内壁との間の隙間に第２粉粒体６が入り込む。ここまでは粉体工学において一般的に広く知られている事実である（粉体工学の基礎、粉体工学の基礎編集委員会編、日刊工業新聞社、ｐ１４９）。
【００３８】
第２粉粒体６の充填は、例えば、（Ａ）薄肉骨格構造部材５内部に第１粉粒体２を充填後、第１粉粒体２は通過できず第２粉粒体６は通過可能な目を持った網で第１粉粒体２の上部を固定し、該網上に第２粉粒体６を載せて加振する方法、（Ｂ）第１粉粒体２をその上下に設けた網で固定し、下部より真空で引くなどして圧力差を与えて第２粉粒体６を充填する方法などによって行うことができる。前記方法（Ａ）においては、加速度と加振時間が重要であり、第２粉粒体の充填量及び均一に充填されるように適宜条件は選択される。また前記方法（Ｂ）についても、第２粉粒体の充填に関しては、圧力差及び充填時間が重要であり、適宜条件は第２粉粒体の充填量によって選択される。
【００３９】
この製造方法の技術的特徴は、前記第１粉粒体２同士間の隙間及び第１粉粒体２と薄肉骨格構造部材５内壁間の隙間に第２粉粒体６を入り込ませた後、加熱により第２粉粒体６を発泡させ、第１粉粒体２間の隙間を埋めると共に第１粉粒体２表面に熱可塑性樹脂発泡体３を融着させ、第１粉粒体２同士及び薄肉骨格構造部材５内壁と第１粉粒体２とを結合させて高曲げ耐力構造部材４を得る点にある。
【００４０】
この製造方法により得られる高曲げ耐力構造部材４は、薄肉骨格構造部材５に外力が働き変形が開始される変形初期でも、第１粉粒体２に直接荷重が働き、第１粉粒体２の曲げ耐力特性を十分に発揮できる。
また、この製造方法では、圧力をかけて第１粉粒体２を充填しなくとも、第２粉粒体６の発泡・膨張により内圧が確保でき、特別な充填装置や加圧による充填を必要としない。
また、第２粉粒体６の発泡により生じる熱可塑性樹脂発泡体３の表面融着により第１粉粒体２同士、及び第１粉粒体２と薄肉骨格構造部材５内壁とが結合されるので、設定荷重が作用すると表面融着が容易にくずれて細かな発泡体となるので、薄肉骨格構造部材５の充填部端点に歪が集中しにくいため、高い荷重を長いストロークまで維持できる。
すなわち、この製造方法によれば、薄肉骨格構造部材５内部に充填する粉粒体の適切な固形化手法の必要条件である、
（１）固形化に際して質量増加が少ないこと、
（２）固形化物に設計荷重が作用すると、固形化物が崩壊し粉粒体に戻ること、
（３）固形化に際して、固形化前の粉粒体の曲げ耐力などの機械特性を変えないこと、
（４）固形化に際して薄肉骨格構造部材内部に初期圧を作用させること、
の４つを同時に満たすことができ、曲げ耐力特性に優れた高曲げ耐力構造部材４を得ることができる。
【００４１】
図８は、本発明に係る高曲げ耐力構造部材の製造方法の第２例を示す図である。
本例による製造方法は、成形容器７内部に第１粉粒体２を充填し、第１粉粒体２の移動を阻止しながら粒径が第１粉粒体２の２０％以下であり加熱時に発泡して熱可塑性樹脂発泡体となる第２粉粒体６を第１粉粒体２の間隙に充填した後、加熱して固形化粉粒体９を形成し、次いで該固形化粉粒体９を薄肉骨格構造部材５内に装着した後再加熱し、第２粉粒体６を発泡させて形成された熱可塑性樹脂発泡体３が第１粉粒体２の間隙を埋めるとともに第１粉粒体２表面に融着させて高曲げ耐力構造部材４を得ることを特徴としている。
【００４２】
前記成形容器７は、固形化粉粒体９を装着する薄肉骨格構造部材５の内部空間と同じか又は若干小さい内部空間（キャビティ）を有している。
この成形容器７内での第２粉粒体６の予備発泡は、予備発泡体８が融着して第１粉粒体２同士が結合されればよく、予備発泡体８が第１粉粒体２間の隙間を完全に埋める程度まで加熱発泡させる必要はない。
【００４３】
予備発泡を終え、成形容器７から取り出された固形化粉粒体９は、直ちに薄肉骨格構造部材５の内部に装着しても良いし、固形化粉粒体９を必要に応じて包装し、保管したり、別の工場に搬送し、薄肉骨格構造部材５の内部に装着し、加熱して高曲げ耐力構造部材４を製造することができる。
【００４４】
本例による製造方法は、前述した第１例とほぼ同様の効果を得ることができ、さらに固形化粉粒体９を保管したり、別の工場に搬送し、薄肉骨格構造部材５の内部に装着し、加熱して高曲げ耐力構造部材４を製造することができるので、固形化粉粒体９をストックしておき必要な時に必要量の高曲げ耐力構造部材４が製造できるなど、生産管理が容易になり、製造上の利便性を向上することができる。
【実施例】
【００４５】
（第１粉粒体の製造）
内容積５リットルのオートクレーブに水２０００ｇ、リン酸三カルシウム７．２ｇ及びドデシルベンゼンスルフォン酸ソーダ０．１ｇを入れ、続いて１４０ｒｐｍで撹拌しながらスチレン２０００ｇ、ベンゾイルパーオキサイド５ｇ、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート１ｇを添加し、９０℃に昇温して重合を開始した。そしてそのまま９０℃で６時間重合させ、更に１１５℃に２時間保持し、その後冷却しポリスチレンビーズを得た。得られたポリスチレンビーズは０．２〜１．５ｍｍの粒子径範囲であり、０．９〜１．２ｍｍで篩い分けを行い、平均粒子径１．１ｍｍの粒子径を有する部分を第１粉粒体として用いた。
【００４６】
（第１粉粒体の平均粒子径の測定方法）
試料約５０〜１００ｇをロータップ型篩振とう機（飯田製作所社製）を用いて、ふるい目開き４．００ｍｍ、目開き３．３５ｍｍ、目開き２．８０ｍｍ、目開き２．３６ｍｍ、目開き２．００ｍｍ、目開き１．７０ｍｍ、目開き１．４０ｍｍ、目開き１．１８ｍｍ、目開き１．００ｍｍ、目開き０．８５ｍｍ、目開き０．７１ｍｍ、目開き０．６０ｍｍ、目関き０．５０ｍｍ、目開き０．４２５ｍｍ、目開き０．３５５ｍｍ、目開き０．３００ｍｍ、目開き０．２５０ｍｍ、目開き０．２１２ｍｍ、目開き０．１８０ｍｍのＪＩＳ標準ふるいで１０分間分級し、ふるい網上の試料質量を測定し、その結果から得られた累積質量分布曲線を元にして累積質量が５０％となる粒子径（メディアン径）を平均粒子径とする。
【００４７】
（第２粉粒体の製造）
内容積５リットルのオートクレーブに水２０００ｇ、ピロリン酸マグネシウム２０ｇ及びドデシルベンゼンスルフォン酸ソーダ１ｇを入れ、続いて５００ｒｐｍで撹拌しながらスチレン１４００ｇ、メタクリル酸メチル５６０ｇ、α−メチルスチレン４０ｇ、ベンゾイルパーオキサイド１２ｇを添加し、８５℃に昇温して重合を開始した。そしてそのまま８５℃で６時間重合させ、その後イソブタンを２４０ｇ圧入し、更に１００℃に１時間保持し、その後冷却し発泡性ポリスチレン樹脂粒子を得、これを第２粉粒体とした。得られた第２粉粒体の粒子径範囲は１０μｍ〜２００μｍであり、発泡剤としてイソブタンを３．５％含有し、平均粒子径が７０μｍであった。
【００４８】
（第２粉粒体の平均粒子径の測定方法）
樹脂粒子径の測定はベックマンコールター社製、マルチサイザーIIで行った。測定方法はCoulter Electronics Limited発行のREFERENCE MANUAL FOR THE COULTER MULTISIZER(1987)に従って、２８０μｍアパチャーを用いてキャリブレーションを行い測定した。具体的には、樹脂粒子０．１ｇを０．１％ノニオン系界面活性剤溶液１０ｍＬ中にタッチミキサー及び超音波を用いて予備分散させ、これを本体備え付けの、ISOTON II（ベックマンコールター社製：測定用電解液）を満たしたビーカー中に、緩く攪拌しながらスポイドで滴下して、本体画面の濃度計の示度を１０％前後に合わせた。次にマルチサイザーII本体にアパチャーサイズ２８０μｍ、Currentを３２００、Gainを１、Polarityを＋と入力してmanualで測定を行った。測定中はビーカー内を気泡が入らない程度に緩く攪拌しておき、樹脂粒子を１０万個測定した点で測定を終了した。
【００４９】
［実施例１］
薄肉骨格構造部材として、図９に示すａ〜ｆ各部の寸法が、ａ＝１００ｍｍ、ｂ＝１００ｍｍ、ｃ＝１００ｍｍ、ｄ＝６０ｍｍ、ｅ＝６０ｍｍ、ｆ＝１ｍｍである鋼板製の薄肉四角柱１０を用い、その中央部１１（長さｂ＝１００ｍｍ）の下側境界に厚さ１ｍｍの鋼板製底板を取り付け、図１０（ａ）に示すように、中央部１１下側の８箇所をＭ６ボルト（以下、ボルトと記す。）１３で締結して底板を固定した。次に、上部より中央部１１内部に第１粉粒体２４０ｇを充填した。その後、中央部１１の上側境界に厚さ０．５ｍｍのステンレス鋼製の網（以下、ＳＵＳ網と記す。）１２を鋼板枠に固定した部材を載せ、中央部１１上側の８箇所をボルト１３で締結してＳＵＳ網１２を固定し、図１０（ａ）に示すように、中央部１１内部に充填された第１粉粒体２が移動しない状態に固定した。
次に、図１０（ｂ）に示すように、ＳＵＳ網１２上に３０ｇの第２粉粒体６を載せ、図１０（ｃ）に示すように薄肉四角柱１０ごと振動テーブル１４上に固定し、第１粉粒体２を充填した薄肉四角柱１０を１Ｇの加振力になるように上下振動を１０ｍｍの変位量で５分間振動を与えて、第２粉粒体６を第１粉粒体２の隙間に最下部まで均一になるように充填した。
次に、ＳＵＳ網１２の上に厚さ１ｍｍの鋼板製天板を固定し、その後第１粉粒体２と第２粉粒体６を充填した薄肉四角柱１０を１００℃の雰囲気下に１時間３０分放置し、図１０（ｄ）に示すように第２粉粒体６を発泡させ、その樹脂発泡体３によって第１粉粒体２の隙間を埋めると共に、第１粉粒体２に表面融着させて固形化粉粒体を形成した。その後、薄肉四角柱１０を１００℃雰囲気中から取り出し、常温まで自然放冷させてテストピース（以下、実施例１と記す。）を得た。
【００５０】
（比較例１）
実施例１の作製に用いたものと同じ薄肉四角柱１０を用い、その中央部１１の下側境界に厚さ１ｍｍの鋼板製底板を固定し、実施例１で用いたものと同じ第１粉粒体（２４０ｇ）を中央部１１に充填し、第２粉粒体を充填せずに中央部１１の上側境界に厚さ１ｍｍの鋼板製天板を固定し、第１粉粒体のみを薄肉４角柱１０の中央部１１内部に充填したテストピース（以下、比較例１と記す。）を作製した。
【００５１】
図１１のグラフ上方に示すように、テストピースの両端部を支持台に乗せ、中央部に荷重Ｐを加え、その変位量を測定し、前記実施例１と比較例１の各デストピースの荷重−変位の関係を調べた。結果を図１１に示す。また図１２は、実施例１の吸収エネルギー量と質量を比較例１と比較したグラフである。
図１１及び図１２に示す結果から、実施例１は、固形化に際して固形化前の第１粉粒体の曲げ耐力特性を変えていないことが分かる。また実施例１は、質量の増加が小さい割に（質量増加３％）、吸収エネルギー量を大きく増加できる（吸収エネルギー量５５％増加）ことが分かる。
【００５２】
［実施例２］
粉粒体の充填構造を幾何学的見地から考えると、第２粉粒体の粒径は、第１粉粒体の粒径の２０％以下であれば、第１粉粒体の充填構造の隙間に第２粉粒体を投入することができる。しかし、固形化粉粒体の機械的特性は、投入する第２粉粒体の充填量に左右される。投入する第２粉粒体が少ない場合、質量の増加は抑えられるが曲げ吸収エネルギー量も増加しない。投入する第２粉粒体が多いと、質量が増加するばかりでなく、得られる固形化粉粒体は設計荷重が作用しても崩壊し難くなり、曲げ吸収エネルギー量も増加しない。
図１３は第１粉粒体として前述した平均粒径１．００ｍｍのポリスチレンビーズ２４０ｇを用い、第２粉粒体として前述した平均粒径７０μｍの発泡性ポリスチレンビーズを用い、薄肉骨格構造部材を模した薄肉四角柱内部に第１粉粒体のみを充填した比較例１、薄肉四角柱内部に第１粉粒体２４０ｇと第２粉粒体３０ｇを充填し第２粉粒体を膨張させた実施例１、及び第２粉粒体の投入量を１０ｇとした以外は実施例１と同様に作製した実施例２のそれぞれのテストピースの荷重−変位の関係を示したグラフである。図１３のグラフから、固形化粉粒体の機械的特性が第２粉粒体の投入量によって左右されることが分かる。
【００５３】
次に、第１粉粒体の充填量に対し第２粉粒体の投入量を種々変えて作製したテストピースを用い、それぞれのエネルギー効率（吸収エネルギー量／テストピース質量）を調べた。図１４は、エネルギー効率と混合率（第２粉粒体質量／第１粉粒体質量）との関係を示すグラフである。図１４から、高いエネルギー効率を得るためには、第２粉粒体の投入量を第１粉粒体の充填量に対し２．５〜１７％の範囲内とすることが好ましく、６〜８％の範囲がより好ましいことが分かる。
【００５４】
［実施例３］
固形化物の製造工程が離れた２箇所の工場で製造される場合、例えば第２粉粒体を投入する場所と膨張を行う場所をトラック等で搬送し、投入から膨張までの間に振動等の外力が働く場合、製造する固形化粉粒体又は高曲げ耐力構造部材が適正な機械的特性とならない可能性がある。
これは、粒径の大きく異なる数種の粉粒体混合物は、振動等の外力が作用すると、細かい粒と大きな粒が分離してしまい、充填構造が変化するためである。
したがって、第２粉粒体を投入する場所と膨張を行う場所をトラック等で搬送する生産工程では、搬送前に投入した第２粉粒体の充填位置を変化させないように工夫する必要がある。
研究の結果、図８に示すように、第２粉粒体を予備発泡させて粒径を大きくし、充填位置が変化しないようにする工法が望ましい。
この工法は
１）薄肉骨格構造部材断面より小さい容器に第１粉粒体を充填し、第２粉粒体を投入する。（図８（ａ），（ｂ）参照）
２）次に容器内で第２粉粒体の予備発泡を行い、充填位置が変化しないようにすると共に粉粒体を仮固形化する。（図８（ｃ）参照）
３）仮固形化物を高曲げ耐力構造部材製作工場に搬送し、薄肉骨格構造部材内に装着する（図８（ｄ）、（ｅ））
４）例えば塗装乾燥路の熱で薄肉骨格構造部材内部の仮固形化物を加熱し、第２粉粒体の完全膨張を行う。（図８（ｆ））
これにより薄肉骨格構造部材内部に充填する粉粒体の適切な固形化手法の４つの必要条件（１）〜（４）を同時に満足するばかりでなく、部品製造場所と車体組み立て場所が大きく離れている自動車等の生産にも十分に適用させることができる。
【００５５】
［実施例４］
本発明に使用する第１粉粒体は、良好な流動性を持つ粉粒体が望ましい。流動性の良くない第１粉粒体は均一な充填層を作り難く充填層に空間ができやすい。充填層に空間ができると、第２粉粒体がその空間に溜まり、適当な固形化ができないばかりでなく、充填構造が製造の度に異なり、高曲げ耐力構造部材の特性にバラツキが生じることになる。
また本発明に使用する第１粉粒体は、ある程度の粒径を持っている粉粒体が望ましい。流動性があるものの、余りにも細かい第１粉粒体を使用すると、使用可能な第２粉粒体の粒子径が小さくなりすぎ、第２粉粒体の粒子間に働く分子間力や静電気力のため、第２粉粒体の流動性が悪化する。そのため第２粉粒体が第１粉粒体の充填構造の隙間に入り込みにくくなり、固形化が十分に行われなくなる。
種々の粉粒体を検討した結果、本発明に使用する第１粉粒体は、粒径１５０μｍ以上の球状をなす粉粒体を使用することが望ましい。
【００５６】
［参考例］
特許文献４に記載された従来技術（図４（ａ）〜（ｄ）参照）に基づいて、粉粒体として用いた粒径１ｍｍのガラスビーズ５６８ｇを実施例１で用いたものと同じ薄肉薄肉四角柱１０内部に充填し、低沸点炭化水素を熱可塑性樹脂製の殻で包んだ第２粉粒体によって結合して固形化したテストピースを作製した（以下、参考例１と記す。）。
比較のために、ガラスビーズを充填しない薄肉骨格構造部材のみからなるテストピース（以下、参考例２と記す。）、及び固形化していないガラスビーズを充填した薄肉骨格構造部材からなるテストピース（以下、参考例３と記す。）をそれぞれ作製した。
前記参考例１〜３のそれぞれのテストピースについて、図１（ｂ）に示すようにして荷重−ストロークの関係を調べた。結果を図１５に示す。
図１５のグラフから、特許文献４に記載された従来技術で固形化したガラスビーズを充填した参考例１のテストピースは、固形化していないガラスビーズを充填した参考例３のテストピースと比較して荷重−ストロークの関係を示す曲線の形状が変化していることが分かる。これは、特許文献４に記載された従来技術で粉粒体を固形化することによって、粉粒体充填構造の機械的特性が変えられたことを示す。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】粉粒体未充填の薄肉骨格構造部材における荷重−残り量の関係及び荷重−ストロークの関係を例示するグラフである。
【図２】ポリウレタン発泡体を充填した薄肉骨格構造部材における荷重−ストロークの関係を示すグラフである。
【図３】各種の粉粒体を充填した薄肉骨格構造部材における荷重−ストロークの関係を示すグラフである。
【図４】従来の固形化粉粒体の製造方法を工程順に示す要部断面図である。
【図５】本発明の固形化粉粒体の一実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明の高曲げ耐力構造部材の一実施形態を示し、（ａ）は高曲げ耐力構造部材の側面図、（ｂ）は（ａ）中のＸ−Ｘ部断面図である。
【図７】本発明による高曲げ耐力構造部材の製造方法の第１例を工程順に示す要部断面図である。
【図８】本発明による高曲げ耐力構造部材の製造方法の第２例を工程順に示す要部断面図である。
【図９】本発明に係る実施例の作製に用いた薄肉薄肉四角柱の斜視図である。
【図１０】本発明に係る実施例１の製造過程を順に示す要部断面図である。
【図１１】本発明に係る実施例１の実験結果を示す高曲げ耐力構造部材の荷重−変位の関係を示すグラフである。
【図１２】実施例１の質量増加と吸収エネルギー量の増加度合を示すグラフである。
【図１３】本発明に係る実施例２の実験結果を示す高曲げ耐力構造部材の荷重−変位の関係を示すグラフである。
【図１４】本発明に係る高曲げ耐力構造部材の混合率（第２粉粒体質量／第１粉粒体質量）とエネルギー効率（吸収エネルギー量／製品質量）の関係を示すグラフである。
【図１５】参考例として、従来技術により固形化したガラスビーズを充填したテストピースと固形化していないガラスビーズを充填したテストピースの荷重−ストロークの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５８】
１…固形化粉粒体、２…第１粉粒体、３…熱可塑性樹脂発泡体、４…高曲げ耐力構造部材、５…薄肉骨格構造部材、６…第２粉粒体、７…成形容器、８…予備発泡体、９…固形化粉粒体、１０…薄肉薄肉四角柱、１１…中央部、１２…ＳＵＳ網、１３…ボルト、１４…振動テーブル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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